PD協(xié)議科普|設(shè)備在邊充電傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)下，協(xié)議里的主從關(guān)系發(fā)生了何種變化呢？

日常我們?cè)?a target="_blank">手機(jī)連接電腦或者U盤(pán)傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，雖然都是傳輸數(shù)據(jù)，但是主從關(guān)系是不同的，在手機(jī)連接電腦的時(shí)候可以同時(shí)給手機(jī)充電，而連接U盤(pán)的時(shí)候是手機(jī)提供電力給U盤(pán)，造成這種區(qū)別到底是由什么控制呢？

首先我們要知道數(shù)據(jù)和供電是兩個(gè)角色，數(shù)據(jù)和供電都有主從關(guān)系。就拿手機(jī)的Type-C接口來(lái)說(shuō)，接口里搭載的PD協(xié)議里定義了 Data Role和 Power Role。

在USB2.0端口的Data Role里，USB根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚨x了HOST/Device/OTG三種角色，其中OTG即可作為HOST，也可作為Device，在Type-C中，也有類(lèi)似的定義，只是名字有了些許修改。

1.DFP(Downstream Facing Port)：

下行端口，可以理解為Host或者是HUB，DFP提供VBUS、VCONN，可以接收數(shù)據(jù)。在協(xié)議規(guī)范中DFP特指數(shù)據(jù)的下行傳輸，籠統(tǒng)意義上指的是數(shù)據(jù)下行和對(duì)外提供電源的設(shè)備。

2.UFP（Upstream Facing Port）：

上行端口，可以理解為Device，UFP從VBUS中取電，并可提供數(shù)據(jù)。典型設(shè)備是U盤(pán)，移動(dòng)硬盤(pán)。

3.DRP（Dual Role Port）：

請(qǐng)注意DRP分為DRD(Dual Role Data)/DRP(Dual Role Power)雙角色端口，類(lèi)似于以前的OTG，DRP既可以做DFP(Host)，也可以做UFP(Device)，也可以在DFP與UFP間動(dòng)態(tài)切換。典型的DRP設(shè)備是筆記本電腦。設(shè)備剛連接時(shí)作為哪一種角色，由端口的Power Role（參考后面的介紹）決定；后續(xù)也可以通過(guò)switch過(guò)程更改（如果支持USB PD協(xié)議的話(huà)）。

而在Type-C的Power Role里，同樣根據(jù)USB PORT的供電（或者受電）情況，USB Type-C將port劃分為Source、Sink等power角色

Power Role詳細(xì)可以分為：

1.Source Only

2.默認(rèn)Source，但是偶爾能夠通過(guò)PD SWAP切換為SINK模式

3.Sink Only

4.默認(rèn)SINK，但是偶爾能夠通過(guò)PD SWAP切換為Source模式

5.Source/SINK 輪換

6.Sourcing Device（能供電的Device，顯示器）

7.Sinking Host（吃電的Host，筆記本電腦）

USB Type-C的插座中有兩個(gè)CC腳，以下的角色檢測(cè)，都是通過(guò)CC腳進(jìn)行的，但是對(duì)于插頭、或者線(xiàn)纜正常只有一個(gè)CC引腳，兩個(gè)端口連接在一起之后，只存在一個(gè)CC引腳連接，通過(guò)檢測(cè)哪一個(gè)CC有連接，就可以判斷連接的方向。如果USB線(xiàn)纜中有需供電的器件，其中一個(gè)CC引腳將作為VCONN供電。

CC引腳有如下作用：

1.檢測(cè)USB Type-C端口的插入，如Source接入到Sink

2.用于判斷插入方向，翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)鏈路

3.在兩個(gè)連接的Port之間，建立對(duì)應(yīng)的Data Role

4.配置VBUS，通過(guò)下拉電阻判斷規(guī)格，在PD協(xié)商中使用，為半雙工模式

5.配置VCONN

6.檢測(cè)還有配置其他可選的配置模式，如耳機(jī)或者其他模式

再回到實(shí)際應(yīng)用中，正常來(lái)說(shuō)Power Role和Data Role都是同步的，比如手機(jī)連接U盤(pán)的時(shí)候，手機(jī)的Power Role是DFP，Data Role也是做host；當(dāng)手機(jī)連接筆記本，手機(jī)的Power Role是UFP，Data Role也是做device。如果要讓手機(jī)Power Role做UFP，Data Role做host就需要用到PD協(xié)議芯片切換。

我們拿樂(lè)得瑞科技推出的PD協(xié)議芯片LDR6028舉例，看看是如何實(shí)現(xiàn)邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)？

手機(jī)和PD協(xié)議芯片LDR6028都屬于DRP，都是雙角色端口。想實(shí)現(xiàn)邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)，需要LDR6028跟手機(jī)進(jìn)行PD協(xié)議溝通切換Power Role和Data Role。切換成功后的狀態(tài)，手機(jī)的Data Role是做DFP（Host主機(jī)），Power Role是做Sink（UFP 受電方）。

在沒(méi)做角色切換之前，sink（受電方）只能是UFP（從機(jī)），source（供電方）只能是DFP（主機(jī)），例如手機(jī)接U盤(pán)的時(shí)候，手機(jī)作為source（供電方），U盤(pán)作為sink（受電方），所以手機(jī)會(huì)放電給U盤(pán)使用。

為了達(dá)到邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)，PD協(xié)議芯片LDR6028有兩種做法：

1.PR_Swap（Power Role Swap供電角色切換）：

第一種是手機(jī)的數(shù)據(jù)角色保持不變，僅切換供電角色，就能實(shí)現(xiàn)手機(jī)邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)，這種做法有個(gè)好處就是數(shù)據(jù)不用重連，連接聽(tīng)歌或者投屏的時(shí)候，插上充電數(shù)據(jù)不掉，體驗(yàn)非常好。

2.DR_Swap（Data Role Swap數(shù)據(jù)角色切換）：

第二種是手機(jī)的供電角色保持不變，僅切換數(shù)據(jù)角色，也可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)，但是這種做法因?yàn)槭乔袚Q數(shù)據(jù)角色，所以數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中會(huì)強(qiáng)制中斷再重連，就像投屏的時(shí)候黑屏一下又恢復(fù)正常，體驗(yàn)并沒(méi)那么好。

那么有人就會(huì)問(wèn)了，都用第一種PR_Swap體驗(yàn)好不就行了，但是事實(shí)并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，目前市面上的手機(jī)型號(hào)五花八門(mén)，而且不少手機(jī)的PD協(xié)議做的并不規(guī)范，在角色切換過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題也千奇百怪，只用第一種PR_Swap可能會(huì)溝通失敗，導(dǎo)致無(wú)法切換角色，所以退而求其次，想成功邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)，有時(shí)候是不得不采用第二種DR_Swap的。

總結(jié)：

在這個(gè)科技急速發(fā)展的時(shí)代，手機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，我們可以用手機(jī)連接各種外設(shè)實(shí)現(xiàn)不同的需求，比如連接顯示器投屏，連接麥克風(fēng)直播，連接VR眼鏡等等，但手機(jī)只有一個(gè)Type-C接口，而連接外設(shè)的時(shí)候耗電速度驚人，所以實(shí)現(xiàn)邊充電邊傳輸數(shù)據(jù)顯得尤為重要。

審核編輯：湯梓紅